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对称固体氧化物燃料电池电极材料的制备和性能研究

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对称固体氧化物燃料电池电极材料的制备和性能研究

作者：温成艺辽宁科技大学

学位级别：硕士

固体氧化物燃料电池（SOFCs）是一种通过电化学反应将化学能直接转化为电能的电化学装置,具有高能效、环境友好等优点。镍基陶瓷材料在氧化还原气氛中具有较好的化学稳定性和电导率,被广泛应用于阳极材料。但是,当使用碳氢化合物作为燃... 详细信息

固体氧化物燃料电池（SOFCs）是一种通过电化学反应将化学能直接转化为电能的电化学装置,具有高能效、环境友好等优点。镍基陶瓷材料在氧化还原气氛中具有较好的化学稳定性和电导率,被广泛应用于阳极材料。但是,当使用碳氢化合物作为燃料时,镍基阳极就会产生积碳和硫中毒的问题,导致电池性能严重退化。对称固体氧化物燃料电池（SSOFCs）使用相同材料作为阴极和阳极,简化电池制备过程,并且可以解决阳极积碳和硫中毒问题。因钙钛矿材料结构稳定、成本较低,本文将钙钛矿材料作为研究对象,探究适于作为SSOFCs使用的电极材料类型。主要内容如下:1.以Sr掺杂Pr Ba FeO（PBF）得到Pr BaSrFeO（PBSF）,分别以PBF和PBSF为电极,LaSrGaMgO（LSGM）为电解质,构建单电池PBSF（PBF）/LSGM/PBSF（PBF）。测试结果表明:（1）PBF和PBSF在空气环境下均为立方钙钛矿结构,还原气氛下PBSF表现出较好的物相稳定性,并且与LSGM电解质有良好的化学兼容性。（2）电极对氧还原和氢氧化过程具有良好的催化活性,在700℃条件下,在空气和氢气中的极化电阻（R）分别达到0.052和1.57Ωcm;R在空气中120h的稳定性试验中保持良好的稳定性;PBSF作为阴极在二氧化碳气氛中具有良好的稳定性和耐受性;（3）以PBSF为对称电极,850℃时,在SOFC模式下,以加湿氢气为燃料的最大功率密度为1067m Wcm,丙烷为燃料的最大功率密度为535 m Wcm;850℃时,在SOEC模式下,1.3V电解纯CO的电流密度为2.02A cm。2.以Sm、Nb掺杂BaFeO（BF）得到BaSmFeNbO（SBFN）,分别以BF和SBFN为SSOFCs电极层,LSGM为电解质,SDC为过渡层构建单电池SBFN（BF）/SDC/LSGM/SDC/SBFN（BF）。测试结果表明:（1）SBFN在空气环境下为立方钙钛矿结构,还原气氛下PBSF表现出较好的物相稳定性,并生成Fe纳米颗粒。（2）电极对氧还原和氢氧化过程具有良好的催化活性,800℃测试条件下,在空气和氢气中的极化电阻（R）分别达到0.021和0.2Ωcm。（3）以SBFN为对称电极,850℃时,在SOFCs模式下,湿润的氢燃料中最大功率密度为657.2m Wcm,丙烷燃料中功率密度为402.1 m Wcm;850℃时,SOEC模式下,1.3V时CO电解的电流密度为0.914A cm。3.以Sr、Y掺杂Pr Fe O得到PrSr FeYO（PSFY）,以PSFY为电极层,SmCeO（SDC）为电解质,构建单电池PSFY/SDC/PSFY。测试结果表明:（1）PSFY在空气环境下均为正交钙钛矿结构,还原气氛下PSFY表现出较好的物相稳定性,并且与SDC电解质有良好的化学兼容性。（2）电极对氧还原和氢氧化过程具有良好的催化活性,在800℃条件下,在空气和氢气中的极化电阻（R）分别达到0.034和0.91Ωcm。（3）以PSFY为对称电极,800℃时,SOFCs模式下,氢燃料中最大功率密度为245.9m Wcm。

关键词：对称固体氧化物燃料电池钙钛矿材料掺杂电化学性能电极

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对称固体氧化物燃料电池电极材料

陶瓷学报 2019年第2期40卷 131-138页

作者：陶浩良谢建军王绍荣上海大学材料科学与工程学院上海200444 中国科学院上海硅酸盐研究所上海201800 中国矿业大学化工学院江苏徐州221116

碳氢化合物燃料比氢气更适合于固体氧化物燃料电池的商业化应用,但是碳氢化合物燃料的反应很复杂,在阳极容易发生积碳和硫中毒。对称固体氧化物燃料电池的阴阳两极选择相同的电极材料,其最大的优势是可以通过阴阳极翻转消除积碳和硫中... 详细信息

碳氢化合物燃料比氢气更适合于固体氧化物燃料电池的商业化应用,但是碳氢化合物燃料的反应很复杂,在阳极容易发生积碳和硫中毒。对称固体氧化物燃料电池的阴阳两极选择相同的电极材料,其最大的优势是可以通过阴阳极翻转消除积碳和硫中毒的不利影响,但这也对电极材料提出了更为严格的要求。本文综述了近年来对称固体氧化物燃料电池电极材料的发展,并总结了目前的研究热点和亟待解决的问题。

关键词：对称固体氧化物燃料电池电极材料

高性能的对称固体氧化物燃料电池电极材料的设计与开发

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高性能的对称固体氧化物燃料电池电极材料的设计与开发

作者：戴栋梁江苏科技大学

学位级别：硕士

固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种能够以高效、环保的方式将燃料的化学能直接转化为电能的电催化装置。其由于全固态组件、高能量转换效率、燃料灵活性和低排放等优点,受到了能源行业的广泛关注。近年来,使用相同电极材料作为阴极和阳极... 详细信息

固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种能够以高效、环保的方式将燃料的化学能直接转化为电能的电催化装置。其由于全固态组件、高能量转换效率、燃料灵活性和低排放等优点,受到了能源行业的广泛关注。近年来,使用相同电极材料作为阴极和阳极的对称固体氧化物燃料电池(SSOFC)因制造成本低,电解质和电极材料之间的相容性好,抗积碳能力强等优势成为研究人员的研究热点。本文通过研究对称固体氧化物燃料电池的制备条件与方法,系统地考察并研究了高性能电极材料,以此来选择对称固体氧化物燃料电池最佳的电极材料。主要研究内容如下:(1)以LaCaFeNiMoO(LCFNM)为电极材料,从相结构、热膨胀行为、导电能力等方面对材料进行材料评估。通过球磨法、物理混合法、浸渍法制备电极,以SDC为电解质,构建对称电池和单电池进行一系列电化学性能分析。结果表明:空气下1000°C煅烧5h的LCFNM样品呈现正交钙钛矿结构,且在H-Ar气体氛围下750℃还原10h后样品仍然保持原有钙钛矿结构,表现出良好的稳定性。TEC测试结果说明,LCFNM样品与电解质SDC有良好的热匹配性。通过采用四探针法测试了LCFNM样品在空气600-800℃温度范围内的电导率,在800℃时获得最大电导率值(56.1 S cm)。通过对电极的电化学性能分析发现,浸渍法制备的电极具有最佳的ORR和HOR活性。单电池性能测试结果表明,浸渍法制备的LCFNM为电极,SDC为电解质,电解质支撑的单电池表现出最好的性能,例如,在800℃下以湿氢气为燃料的单电池最大功率密度高达518 m W cm。这些结果表明,LCFNM体系材料是一种潜在的对称固体氧化物燃料电池电极材料。(2)以Sr替代A位的Ca开发了LaSrFeNiMoO(LSFNM)材料,并通过物相、红外、热膨胀系数、电导率等方面进行材料的表征。同样通过球磨法、物理混合法、浸渍法制备电极,以SDC为电解质,分别构建了对称电池和单电池进行一系列电化学性能分析。研究结果表明:空气下1000°C煅烧5h的LSFNM样品呈正交钙钛矿结构,而且在H-Ar气体氛围下750℃还原10h后的LSFNM样品仍然保持结构的稳定性。通过LSFNM样品的TEC测试,发现电极材料LSFNM与电解质SDC比较适配,能满足电池运行的基本要求。在空气600-800℃温度范围内对LSFNM样品进行电导率测试,在800℃时达到最大值92.9 S cm,与同样条件下的LCFNM最大电导率56.1 S cm相比有了很大提升。在对称电池阻抗谱分析中,同样发现浸渍法制备的电极具有最优异的ORR和HOR活性,该对称电池在750℃空气下的比面积电阻(ASR)最小为0.19Ωcm。通过对比发现,LSFNM系列电极材料具有比LCFNM系列材料更优的ORR和HOR活性。最后进行单电池性能测试,以浸渍法制备的电极构建的单电池输出性能最好,该电池在800℃下,以湿氢气为燃料下的最大功率密度为604 m W cm。同样测试条件和方法制备的LSFNM系列材料与LCFNM系列材料相比,具有更好的电池输出性能。这些结果表明,LSFNM系列材料是非常适合作为对称SOFC的电极材料。

关键词：对称固体氧化物燃料电池电化学性能浸渍法钙钛矿

Ca掺杂Sr2Fe1.5Mo0.5O6–δ材料的合成与作为对称固体氧化物燃料电池电极催化剂的性能研究（英文）

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无机材料学报 2019年第10期34卷 1109-1114页

作者：夏天孟燮骆婷占忠亮中国科学院上海硅酸盐研究所能量转换材料重点实验室上海200050 中国科学院大学北京100049

对称固体氧化物燃料电池由于生产过程简单、成本低,受到了研究者的广泛关注。然而较低的电极催化性能制约了其进一步的发展。本研究利用溶胶–凝胶法合成了一系列钙取代Sr2Fe1.5Mo0.5O6的钙钛矿材料(Sr2–xCaxFe1.5Mo0.5O6–δ, x=0, 0.... 详细信息

对称固体氧化物燃料电池由于生产过程简单、成本低,受到了研究者的广泛关注。然而较低的电极催化性能制约了其进一步的发展。本研究利用溶胶–凝胶法合成了一系列钙取代Sr2Fe1.5Mo0.5O6的钙钛矿材料(Sr2–xCaxFe1.5Mo0.5O6–δ, x=0, 0.2, 0.4, 0.6),并研究了其作为对称固体氧化物燃料电池电极催化剂的性能。X射线衍射(XRD)测试表明所有样品在空气与氢气气氛中均能保持立方钙钛矿结构。而在程序升温还原(TPR)过程中, Ca^2+的掺入能有效降低还原温度,提升其对析氧反应的催化活性。对称阳极电池在氢气气氛中的测试表明,当Ca^2+的掺入量为0.6时电池极化阻抗最小。利用流延骨架与湿化学浸渍法制备了单电池SC(0.6FMO|La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3(LSGM)|SC0.6FMO。以氢气作为燃料时,单电池在800与650℃的最大功率密度分别为1.05与0.41W·cm^–2。以上结果表明Sr2–xCaxFe1.5Mo0.5O6–δ可以作为高效对称燃料电池的电极催化剂。

关键词：对称固体氧化物燃料电池钙钛矿结构电极材料

基于Pr_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8)O_(3-δ)对称固体氧化物燃料电池的性能优化研究

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无机材料学报 2017年第3期32卷 235-240页

作者：杨洋田冬丁岩芝卢肖永林彬陈永红安徽理工大学化学工程学院淮南232001 淮南师范学院淮南低温共烧材料安徽省重点实验室淮南232038

采用柠檬酸-硝酸盐自蔓延燃烧法分别合成了Pr_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8)O_(3-δ)(PSCF)和Gd_(0.2)Ce_(0.8)O_(2-δ)(GDC)粉体,高温固相法合成La_(0.9)Sr_(0.1)Ga_(0.8)Mg_(0.2)O_(3-δ)(LSGM)电解质粉体。以LSGM为电解质,PSCF同时作为阴极和阳极,GDC作为功能层材料,构建了对称固体氧化物燃料电池PSCF│GDC│LSGM│GDC│PSCF。利用X射线衍射法研究材料的成相以及相互间的化学稳定性,交流阻抗法记录界面极化行为,用扫描电子显微镜观察电池的断面微结构,用自组装的测试系统评价电池输出性能。结果表明,合成的PSCF粉体呈立方钙钛矿结构,具有良好的氧化–还原可逆性。使用GDC功能层明显改善了氢气环境下PSCF与LSGM材料间的化学相容性以及电池的输出性能,800℃时,电极│电解质界面极化电阻从6.892?·cm^2下降到0.314?·cm^2;以加湿H_2(含体积分数3%的水蒸气)为燃料气,空气为氧化气时,单电池输出功率密度由269 m W/cm2增大至463 m W/cm^2。研究结果显示,PSCF是对称固体氧化物燃料电池良好的候选电极材料,GDC功能层对改善电池长期稳定性能具有潜在的应用价值。

关键词：对称固体氧化物燃料电池氧化–还原可逆性 Pr0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ GDC功能层

对称固体氧化物燃料电池电极材料的制备及性能研究

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对称固体氧化物燃料电池电极材料的制备及性能研究

作者：邵张松安徽理工大学

学位级别：硕士

固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cells,SOFCs)是一种可以直接将燃料的化学能转化为电能的电化学装置,由于其高能量转换效率、突出的稳定性和可持续性,全球对固体氧化物燃料电池(SOFC)的研究在过去几十年中急剧增加。镍基陶瓷材料... 详细信息

固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cells,SOFCs)是一种可以直接将燃料的化学能转化为电能的电化学装置,由于其高能量转换效率、突出的稳定性和可持续性,全球对固体氧化物燃料电池(SOFC)的研究在过去几十年中急剧增加。镍基陶瓷材料在氧化和还原气氛中具有较好的化学稳定性和电导率,被广泛应用于阳极材料。但是当使用碳氢化合物作为燃料时,就会产生阳极积碳和硫中毒的的问题,严重影响电池的性能。对称固体氧化物燃料电池(Symmetrical Solid Oxide Fuel Cells,SSOFCs)是一种使用相同材料作为阴极和阳极,可以通过切换气路解决阳极积碳和硫中毒问题,同时简化了电池制备工艺。本文使用了两种常用的钙钛矿氧化物材料作为研究对象,探究作为SSOFC对称电极材料的适用性。主要内容如下:(1)采用柠檬酸自蔓延法合成 Gd0.5Ba0.5FeO3-δ(GBF)和 Gd0.5Ba0.5FeNi0.1O3-δ(GBFN)为研究对象,从物相、电性能以及电化学性能等方面进行了系统的研究。结果表明:GBF呈现立方钙钛矿GdBa2Fe3O7.989结构,GBFN呈现立方钙钛矿GdBa2Fe3O7.989结构和正交钙钛矿GdFeO3结构且不与GDC反应,化学相容性良好;B位过量掺杂Ni可以有效降低极化阻抗,800℃下极化阻抗由0.96Ω·cm2降低到0.76Ω·cm2;B位过量掺杂Ni可以提高GBF的电导率,且在低温下又有较低的活化能,表明GBFN具有优异的电催化活性;电池性能得到了一定程度的提高,700℃下输出功率由71.81mW/cm2提高到96.88mW/cm2,表明GBFN是一种非常具有发展潜力的阴极候选材料。观察电池断面形貌。电解质烧结致密,电极疏松多孔,电极、过渡层和电解质接触良好。(2)通过柠檬酸自蔓延燃烧法合成La0.65Ca0.35FeO3-δ(LCF)和F-La0.65Ca0.35FeO3-δ(LCFF)为研究对象,从物相、电性能以及电化学性能等方面进行了系统的研究。结果表明:LCF和LCFF均呈现立方钙钛矿结构,且不与GDC发生反应,表明具有良好的化学相容性;氟掺杂LCF可以有效降低极化阻抗,750℃下极化阻抗由0.67Ω·cm2降低到0.48Ω·cm2;卤族元素F掺杂LCF可以有效提高电导率,最大电导率为285.71 S/cm,在低温下的活化能小于LCF的活化能,表明LCFF具有良好的电催化活性。电池性能得到了一定程度的提高,750℃下输出功率由147.89mW/cm2提高到165.99 mW/cm2,表明LCFF是一种非常具有发展前景的SSOFC阴极候选材料;观察电池断面形貌。电解质烧结致密,电极疏松多孔,电极、过渡层和电解质接触良好。图[15]表[6]参[138]

关键词：对称固体氧化物燃料电池钙钛矿材料氟掺杂过量掺杂

对称固体氧化物燃料电池电极材料体系的开发与应用

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对称固体氧化物燃料电池电极材料体系的开发与应用

作者：杨雪安徽理工大学

学位级别：硕士

固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)作为一种具有巨大发展潜力的能源转化装置,可以直接将燃料中的化学能转化为电能,具有燃料选择范围广、转化效率高、环境影响小等优点。传统的以镍基为阳极的SOFC在以碳氢化合物作为燃料... 详细信息

固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)作为一种具有巨大发展潜力的能源转化装置,可以直接将燃料中的化学能转化为电能,具有燃料选择范围广、转化效率高、环境影响小等优点。传统的以镍基为阳极的SOFC在以碳氢化合物作为燃料时,阳极积碳严重,抗硫毒化能力差,导致电池性能衰减、长期稳定性差。对称固体氧化物燃料电池(Symmetrical Solid Oxide Fuel Cells,SSOFC)不仅可以通过切换气路解决阳极积碳和硫中毒问题,还简化了电池的制备工艺,减少了电极|电解质界面间可能出现的热应力类型。本文以SSOFC的构建和性能测试为手段,以结构简单、成本较低的钙钛矿材料为研究对象,探究适于作为SSOFC使用的电极材料类型。主要内容如下:(1)以还原气氛下稳定的Sm0.9Pr0.1FeO3-δ(SPF)电极材料为研究对象,从物相、热膨胀、电化学性能等几个方面进行了系统研究。以YSZ为电解质,构建了单电池SPF|YSZ|SPF,通过自组装的电池测试系统评估电池的输出性能。结果表明:(1)SPF在空气中煅烧后呈现正交钙钛矿结构,此结构在氢气气氛中800℃还原5 h保持不变。且SPF与YSZ混合煅烧后不发生相互反应。(2)850℃时,SPF在空气和H2气氛下的极化电阻(Rp)分别为0.15 Ω·cm2和15.80Ω·cm2,表明SPF的阴极催化性能较其作为阳极使用更好。(3)以氢气(3%H2O)为燃料、空气为氧化剂,单电池SPF|YSZ|SPF在850℃下的峰值功率密度为168mW·cm-2。表明SPF是一种有发展潜力的SSOFC电极候选材料。(2)以 Mo 掺杂 Ba0.5Sr0.5Co0.2Fe0.8O3-δ(BSCF)得到 Ba0.5Sr0.5Co0.2Fe0.7Mo0.1O3-δ(BSCFM)。分别以BSCF和BSCFM作为SSOFC电极材料,YSZ为电解质,GDC为过渡层,构建单电池 BSCF|GDC|YSZ|GDC|BSCF 和 BSCFM|GDC|YSZ|GDC|BSCFM。系列测试结果表明:(1)BSCF和BSCFM空气环境下均为立方钙钛矿结构,还原气氛下BSCFM具有可接受的物相稳定性;Mo掺杂提高了样品的热稳定性,低温区间BSCFM的电极极化较BSCF小。(2)Mo掺杂显着提高了材料的ORR和HOR的催化性能。(3)800℃、以氢气(3%H2O)为燃料时,电池BSCF|GDC|YSZ|GDC|BSCF的峰值功率密度和极化阻抗分别为233 mW·cm-2和0.129 Ω·cm2,相同条件下,电池BSCFM|GDC|YSZ|GDC|BSCFM的峰值功率密度和极化阻抗分别为418mW·cm-2、0.128Ω.cm2。(4)700℃、恒压 0.7V 时,电池 BSCFM|GDC|YSZ|GDC|BSCFM 连续放电 115 h未发现性能衰减。意味着Ba0.5Sr0.5Co0.2Fe0.7Mo0.1O3-δ(BSCFM)是有发展前景的SSOFC电极候选材料。(3)以A位掺杂碱土金属Pr0.5A0.5FeO3-δ(A=Ca,Sr,Ba)为研究对象。从物相、电导率、极化等指标考察三种电极材料Pr0.5Ca0.5FeO3-δ(PCF)、Pr0.5Sr0.5FeO3-δ(PSF)和Pr0.5Ba0.5FeO3-δ(PBF)作为SSOFC电极材料的可能性。以YSZ为电解质,GDC 为过渡层,测试单电池 PCF|GDC|YSZ|GDC|PCF、PSF|GDC|YSZ|GDC|PSF 以及PBF|GDC|YSZ|GDC|PBF的输出性能。结果表明:(1)PSF、PBF为立方钙钛矿结构,PCF为正交晶系。(2)三种材料在空气中电导率变化规律一致,PSF在空气和氢气中的界面极化阻抗最小,催化活性最高。对于HOR过程,催化顺序为PSF>PCF>PBF;对ORR而言,则为PSF>PBF>PCF。(3)以潮湿氢气为燃料、空气为氧化剂,800℃时,对称电池 PCF|GDC|YSZ|GDC|PCF、PSF|GDC|YSZ|GDC|PSF、PBF|GDC|YSZ|GDC|PBF 的功率密度峰值分别为 366.40 mW/cm2、502.10 mW/cm2、464.54 mW/cm2。表明三种材料都具有作为SSOFC电极材料的潜力。图[37]表[5]参[109]

关键词：对称固体氧化物燃料电池钙钛矿材料电化学性能掺杂

新型双钙钛矿基对称固体氧化物燃料电池的制备及性能

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硅酸盐学报 2017年第11期45卷 1673-1678页

作者：陈永红杨洋杨雪田冬卢肖永丁岩芝林彬低温共烧材料安徽省重点实验室淮南燃料电池材料工程技术研究中心淮南师范学院安徽淮南232001 电子科技大学能源科学与工程学院成都611731

采用柠檬酸-硝酸盐燃烧法制备PrBaFe_2O_(5+δ)(PBFO)和PrBaFe_(1.6)Ni_(0.4)O_(5+δ)(PBFNO)电极材料,用高温固相法制备La_(0.9)Sr_(0.1)Ga_(0.8)Mg_(0.2)O_(3–δ)(LSGM)电解质。以LSGM为电解质,PBFNO及PBFNO-SDC分别为对称电极制备单电池。利用X射线衍射法研究材料的物相结构,交流阻抗法记录界面极化行为,扫描电子显微镜观察电池的断面微结构,用自组装的测试系统评价电池输出性能。结果表明:合成的PBFO和PBFNO粉体呈现单一的钙钛矿结构;Ni掺杂能够明显改善空气气氛下的界面极化行为,800℃时电极–电解质的界面极化阻抗由1.94?·cm^2降低到0.39?·cm^2。通过PBFNO与SDC复合能够明显增大电极的三相反应界面,提高电池输出性能,单电池在800℃时的最大功率输出密度从332mW/cm^2增大到372mW/cm^2。PBFNO-SDC复合电极是潜在的对称固体氧化物燃料电池电极材料。

关键词：对称固体氧化物燃料电池双钙钛矿复合电极

对称固体氧化物燃料电池电极材料Sm_(0.9)Pr_(0.1)FeO_(3-δ)的制备及性能研究

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功能材料 2019年第1期50卷 1215-1220页

作者：杨雪杨洋田冬卢肖永丁岩芝林彬陈永红安徽理工大学化学工程学院安徽淮南232038 淮南师范学院低温共烧材料安徽省重点实验室淮南市燃料电池材料工程技术研究中心安徽淮南232038 电子科技大学材料与能源学院成都611731

采用柠檬酸-硝酸盐自蔓延燃烧法合成了Sm_(0.9)Pr_(0.1)FeO_(3-δ)(SPF)粉体。以YSZ为电解质,SPF同时作为阴极和阳极,构建了对称固体氧化物燃料电池SPF|YSZ|SPF。利用X射线衍射法研究材料的成相以及相互间的化学稳定性,交流阻抗法记录... 详细信息

采用柠檬酸-硝酸盐自蔓延燃烧法合成了Sm_(0.9)Pr_(0.1)FeO_(3-δ)(SPF)粉体。以YSZ为电解质,SPF同时作为阴极和阳极,构建了对称固体氧化物燃料电池SPF|YSZ|SPF。利用X射线衍射法研究材料的成相以及相互间的化学稳定性,交流阻抗法记录界面极化行为,热膨胀仪评估材料的热膨胀系数,用扫描电子显微镜观察电池的断面微观结构,用自组装的测试系统评价电池输出性能。结果表明,合成的SPF粉体呈钙钛矿结构,且在还原条件下仍保持不变,与电解质YSZ间有良好的化学及热稳定性;800℃时空气及氢气气氛下的电解质|电极间的极化阻抗分别为0.15和15.80Ω·cm2;以加湿H2(含体积分数3%的水蒸气)为燃料气,空气为氧化气时,单电池SPF|YSZ|SPF输出功率密度为168mW/cm2。结果显示SPF是对称固体氧化物燃料电池良好的候选电极材料。

关键词：对称固体氧化物燃料电池 Sm0.9Pr0.1FeO3-δ 钙钛矿电化学性能